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高瓦斯工作面过高位钻场连续瓦斯抽采新技术

发表时间：2021/5/17 来源：《基层建设》2021年第2期作者：姜玉春

[导读]

        淮河能源集团潘集第三煤矿安徽淮南 232096
        一、问题的提出
        潘三矿工作面过轨顺高位钻场期间，一直受到瓦斯涌出异常的困扰。当工作面回采至高位钻场处，此高位钻场不易抽采，又因下个钻场顶板走向钻孔深度压茬上一个钻场30m，由于钻孔比较长，钻孔难以保直，钻孔内套管很难全孔下到位，这样对于下个钻场的钻孔掩护抽采效果不佳，造成了工作面过高位钻场期间，工作面、回风、上隅角瓦斯容易出现异常，瓦斯难以管理。我们针对于诸多问题，在1662（1）回采工作面采用了新的瓦斯抽采技术解决了这个难题，使工作面在过高位钻场期间瓦斯浓度稳定无异常，确保了工作面安全回采。
        二、概况
        2.1、抽采方式
        2.1.1、1662（1）地面钻孔抽采
        1662（1）工作面共布置6个地面钻井，利用西部地面￠325mm抽采管路进入地面新瓦斯泵站两台2BEF-505型水环式真空泵进行抽采。
        2.1.2、轨顺高位钻场钻孔抽采
        在1662（1）轨顺高位钻场内施工顶板走向钻孔和上向穿13煤层卸压钻孔，工作面回采期间对采空区和上覆13-1煤卸压瓦斯进行抽采。高位钻场抽采进入地面永久瓦斯泵站。
        2.1.3、上隅角埋管抽采
        为解决工作面上隅角瓦斯积聚，在1662（1）轨顺安装一路￠377mm抽采管路，并埋入上隅角内。轨顺上隅角抽采管路采用临时抽采泵站两台2BE1-403型水环式真空泵进行抽采。
        三、工作面过高位钻场瓦斯抽采问题的解决
        为了防止工作面回采瓦斯超限事故及瓦斯异常的发生，我们采用了新老结合的瓦斯抽采技术，解决了1662（1）工作面过高位钻场期间工作面瓦斯大的问题。
        3.1   钻场支护及充填方案
        3.1.1、在钻场斜坡段掏一个≮200mm深的槽，槽距顶板300mm以上，用4.5m矿用11#工字钢或不小于24kg/m的轨道一端搭在掏槽内（搭接要稳固可靠），另一端先用合适长度的单体做临时腿子，使工字钢（轨道）与风巷顶板接触严实，掏槽的位置放好工字钢（轨道）后，以工字钢（轨道）与工作面煤层顶板平行为标准，具体布置见附图。根据钻场实际宽度，每隔600mm布置一根，最后在棚梁下挑两排4.5m工字钢走向棚，一梁四柱。
        3.1.2、在钻场上平台架设至少1个连体木垛（单个木垛规格：长*宽*高=1.6m×1.6m×3.5m），木垛要与顶底板接触严实，未接实部分用木垫板或木楔接实。
        3.1.3 当工作面推至距钻场10m时，将钻场一次性充填好。具体步骤：
        3.1.3.1在工字钢棚梁（轨道）上面先铺一层厚度不小于50mm的大板或钢筋笆片，然后在大板或钢筋笆片上铺一层风筒布，风筒布铺设严实。
        3.1.3.2在风筒布上用麻袋装煤矸充填严实，麻袋充填高度不小于3m。在充填过程中，钻场内靠抽采管侧留有不小于1m的人行通道，以便于人员进出钻场。待充填高度符合要求后，再将整个人行通道及预先布置的4路抽采管充填严实。
        3.1.3.3将预埋的抽采管与轨顺的瓦斯管合茬，用于抽采钻场内的瓦斯。

        3.2   工作面过高位钻场连续瓦斯抽采技术
        3.2.1 工作面过钻场提前编制安全技术措施，采煤队提前20m进行钻场充填，抽排队负责断开钻场外部永久抽采管路，而原有在钻场内部的抽采穿层钻孔及顶板钻孔的抽采支管不拆除.
        3.2.1将预埋4根3寸软管合茬到钻场内部抽采支管上，然后与钻场外部永久抽采支管合茬。永久抽采掐断至距离即将过的高位钻场30m,利用软管延接至将要过的高位钻场内部抽采支管上。抽采顶板走向钻孔及穿13煤钻孔，这样可以在高位钻场过完至少25m距离保持连续抽采，从而可以在过钻场期间防止瓦斯异常。
        3.1.3过钻场之前采煤队负责在钻场内部打木垛，及轨道铺垫钻场口，轨道上方采用麻袋装货充填铺垫。另外预埋2根3寸软管在钻场木垛范围内顶板附近，抽采钻场的软管合茬在老塘抽采管路上，在过钻场期间抽采钻场内部瓦斯，防止钻场内部瓦斯外溢，造成瓦斯超限。这样做可以不影响永久抽采管路负压，另外也确保地面民用及发电。
        3.1.4 下一个高位钻场11-2顶板抽采钻孔，压茬上一个钻场不少于30m抽采方式不变，采用新老结合抽采方法。
        1662（1）工作面过高位钻场抽采合茬图

        3.2 1662（1）工作面过高位钻场与17171（1）工作面过高位钻场永久抽采量，工作面回风瓦斯监控探头比较及可行性分析。
        1662（1）工作面过高位钻场新方法与17171（1）没有采用1662（1）过钻场抽采方法在过钻场期间的永久管路抽采纯量比较：
         表一：17171（1）工作面过1#高位钻场永久管路抽采一览表：

        图一：17171（1）工作面过1#高位钻场抽采纯量曲线图：

        表二：1662（1）工作面过6#高位钻场永久管路抽采一览表

        图二：1662（1）工作面过 6#高位钻场抽采纯量曲线图：

        图三：17171（1）工作面过1#高位钻场期间回风监控探头T2显示平均瓦斯浓度曲线图

        图四：1662（1）工作面过6#高位钻场监控探头T2显示平均瓦斯
        浓度曲线图

        经几张图表对照分析得出，1662（1）工作面在过6#高位钻场期间采用的创新抽采新方法要比17171（1）工作面过1#高位钻场只采用后方钻场钻孔掩护抽采的瓦斯治理效果要好的多。明显看出对于瓦斯治理方面的创新给我们带来的安全系数更大，增加了工作面回采安全。
        3.3 1662（1）工作面过高位钻场与其他矿区比较
        2012年5月3日3时52分，潘一矿东区1252（1）工作面发生一起过7#高位钻场瓦斯超限事故。工作面过7#钻场前，对钻场里部进行接木垛管理，距钻场口5m处砌瓦石墙封闭，封闭墙以里先充填，后采取水泥注浆封堵。接替6#钻场施工了18个11-2煤顶板瓦斯抽采钻孔，与7#高位钻场间距160m，压茬40m。潘三矿1662（1）工作面同是11槽工作面在采用过高位钻场新的瓦斯连续抽采新技术，工作面在过高位钻场的期间，上隅角以及回风瓦斯浓度没有出现过异常及超限事故。
        3.4   1662（1）与17171（1）工作面过高位钻场平均回采刀数比较
        经过翻阅资料分析查出1662（1）工作面过高位钻场瓦斯连续抽采，平均每天回采刀数在8刀，工作面及回风瓦斯浓度平均值不大于0.2%，上隅角瓦斯浓度不大于1.0%。而17171（1）工作面过高位钻场期间平均每天只能回采4刀，且工作面及回风瓦斯平均浓度都在0.5%左右，上隅角平均瓦斯浓度都在2.0%左右，给瓦斯管理带来难度。不难看出1662（1）工作面连续瓦斯抽采有着巨大的优越性，瓦斯治理的好，可以提高回采速度，从而提高了回采安全系数。
        四、工作面过高位钻场连续瓦斯抽采创新方法的优特点
        4.1 1662（1）工作面在过高位钻场期间始终保持连续抽采，直至工作面过完高位钻场25m左右。
        4.2 工作面过高位钻场期间工作面及回风监控头平均瓦斯浓度不大于0.2%，上隅角瓦斯浓度不大于1.0%，没有一次在过高位钻场期间出现过瓦斯异常，提高了工作面回采安全。
        4.3 过高位钻场期间有2路3寸抽采软管合茬在老塘抽采管路用移动泵抽采，减少了永久抽采的负压损失，并确保地面的瓦斯利用。
        4.4 采用新的连续瓦斯抽采技术，在瓦斯无异常的情况下，工作面的产量也大大的增加。